JP2007109782A - Semiconductor light emitting device - Google Patents

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Tatsunori Shinoda
辰規 篠田
Kenji Goto
謙次 後藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting device which can disperse current flowing in a light emitter to uniform the intensity of light emission within a plane of a semiconductor light emitting device, as well as to improve light emitting efficiency. <P>SOLUTION: The light emitting device 1 is provided at least with a laminated body which is formed of a first conductivity type layer 5 and a second conductivity type layer 7 with a light emitter 6 in-between; a metal thin-film layer 9 provided on the outer surface of the second conductivity-type layer forming the laminated body; a transparent conductor 10 provided on the outer surface of the metal thin-film layer; a first electrode 11 provided in a part of the outre surface of the transparent conductor; and a second electrode 12 which is arranged in contact with the first conductivity type layer, at a position where it does not overlap the light emitter, the second conductivity type layer, the metal thin-film layer, and the transparent conductor. The transparent conductor is provided with a region 20 in its inside that blocks at least a part of current flowing between the first and second electrodes and that is apart from the second electrode. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、化合物半導体層から光を取り出す化合物半導体の発光素子に関し、特に、透明導電膜を窓極として利用した化合物半導体の発光素子に関する。   The present invention relates to a compound semiconductor light emitting device that extracts light from a compound semiconductor layer, and more particularly to a compound semiconductor light emitting device using a transparent conductive film as a window electrode.

GaN、AlGaN、InGaN及びInGaAlN等の窒化ガリウム系化合物半導体は、緑色や青色等の可視光発光デバイスとして注目されている。   Gallium nitride-based compound semiconductors such as GaN, AlGaN, InGaN, and InGaAlN are attracting attention as visible light emitting devices such as green and blue.

これら窒化ガリウム系化合物半導体を用いた光デバイスの製造においては、窒化ガリウム系化合物半導体と格子整合する基板が少ないことから、通常、サファイアが結晶成長用の基板として用いられる。そして、サファイアのような絶縁性の基板を用いる場合は、他のGaAsやInP等の導電性を有する半導体基板を用いた発光素子とは異なり、基板側から電極を取り出すことができないので、半導体層に設けるp側電極及びn側電極は、半導体層を積層させる基板の一面側に形成することになる。   In the manufacture of optical devices using these gallium nitride compound semiconductors, sapphire is usually used as a substrate for crystal growth because there are few substrates that lattice match with gallium nitride compound semiconductors. When an insulating substrate such as sapphire is used, an electrode cannot be taken out from the substrate side unlike a light emitting element using a conductive semiconductor substrate such as GaAs or InP. The p-side electrode and the n-side electrode provided in are formed on one side of the substrate on which the semiconductor layers are stacked.

従来の半導体発光素子では、光を取り出す電極に金属薄膜を用いていた。この場合、透過率を確保するため膜厚を厚くすることができず、導電性が十分に確保できないため、大面積化は困難であった。
そのため、光を取り出す電極にITO等の透明導電膜を使用し、大面積化することで半導体発光素子内の発光体から発生する光を外部に効率的に取り出すことが考えられた。図14は、透明導電膜を成膜した半導体発光素子の一例を示す断面図である。図14示すように、透明導電膜を成膜した半導体発光素子101は、サファイア基板102の一方の面(図14の上面)にGaNバッファ層103を介してSiをドーパントとするn型GaN層104が設けられ、このn型GaN層104を介してSiをドーパントとするn型AlGaN層105が設けられる。そして、このn型AlGaN層105を介してInGaNとGaNの多重量子井戸(MQW)構造となる発光部106、発光部106を介してp型ドーパントであるMgを含むp型AlGaN層107、p型AlGaN層107を介して、同じくMgをドーパントとするp型GaN層108、p型GaN層108を介してNiとAuからなる金属薄膜層109、金属薄膜層109を介してITOあるいはFTOとITOからなる透明導電体110が設けられている。また、この透明導電体110の外面の一部にはp側電極111が設けられ、一方、前記n型AlGaN層105に接してn側電極112が設けられた構造をしている。
In a conventional semiconductor light emitting device, a metal thin film is used as an electrode for extracting light. In this case, it is difficult to increase the area because it is impossible to increase the film thickness in order to ensure the transmittance, and it is not possible to ensure sufficient conductivity.
Therefore, it has been considered that light generated from the light emitter in the semiconductor light emitting element can be efficiently extracted outside by using a transparent conductive film such as ITO as an electrode for extracting light and increasing the area. FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor light emitting device having a transparent conductive film formed thereon. As shown in FIG. 14, a semiconductor light emitting device 101 having a transparent conductive film formed thereon has an n-type GaN layer 104 having Si as a dopant on one surface (upper surface in FIG. 14) of a sapphire substrate 102 with a GaN buffer layer 103 interposed therebetween. And an n-type AlGaN layer 105 using Si as a dopant is provided through the n-type GaN layer 104. The n-type AlGaN layer 105 is used to form an InGaN and GaN multiple quantum well (MQW) structure, the light-emitting unit 106, the p-type AlGaN layer 107 containing p-type dopant Mg is formed via the light-emitting unit 106, and p-type. Similarly, a p-type GaN layer 108 using Mg as a dopant through the AlGaN layer 107, a metal thin film layer 109 made of Ni and Au through the p-type GaN layer 108, and ITO or FTO and ITO through the metal thin film layer 109. A transparent conductor 110 is provided. In addition, a p-side electrode 111 is provided on a part of the outer surface of the transparent conductor 110, while an n-side electrode 112 is provided in contact with the n-type AlGaN layer 105.

上記のような構造の半導体発光素子101は、光を取り出す電極に透明導電膜110を用い、電流が均一に流れるように全面電極を形成したものである。
ところが、半導体に対極を形成した構造であると、図15の矢印線に示すように、半導体の抵抗が高いため電流が発光部に均一に流れ込まない。図15は、発光部への電気の流れ込みを説明する概略断面図である。
そのため、図16に示すように、一部分のみの発光となってしまうものであった。図16は、透明導電体の位置と発光強度の関係を示す図である。
The semiconductor light emitting device 101 having the above-described structure uses a transparent conductive film 110 as an electrode for extracting light, and forms an entire surface electrode so that current flows uniformly.
However, in the structure in which the counter electrode is formed in the semiconductor, as indicated by the arrow line in FIG. 15, the current does not flow uniformly into the light emitting portion because the resistance of the semiconductor is high. FIG. 15 is a schematic cross-sectional view illustrating the flow of electricity into the light emitting unit.
Therefore, as shown in FIG. 16, only a part of the light is emitted. FIG. 16 is a diagram showing the relationship between the position of the transparent conductor and the emission intensity.

また、半導体発光素子における発光効率を大幅に改善できるようにしたものとして、半導体基板の一方の面に第一の電極を形成し、他方の面に発光部を含む半導体層と、該半導体層の表面の一部に分配して形成する分配電極と、前記半導体層の表面と前記分配電極とを覆って形成する、前記分配電極と導通する透明導電膜と、前記透明導電膜の表面に一部に前記透明導電膜と導通する台座電極を形成するようにしたものが提案されている(特許文献1参照)。   Further, as a device capable of greatly improving the light emission efficiency in a semiconductor light emitting device, a semiconductor layer including a first electrode on one surface of a semiconductor substrate and a light emitting portion on the other surface; A distribution electrode formed by being distributed to a part of the surface, a transparent conductive film that is formed to cover the surface of the semiconductor layer and the distribution electrode, and is electrically connected to the distribution electrode, and a part of the surface of the transparent conductive film There has been proposed a pedestal electrode that is electrically connected to the transparent conductive film (see Patent Document 1).

しかしながら、上記のような半導体発光素子は、台座電極から供給される電流を直下方向に流れないように誘導する分配電極を有するものの、電路の形成に起因する部位であって、分配電極と導通する透明導電膜は一つしかないため、発光部への電流の流れ込みを効率良く分散させることが極めて困難であった。
特開2001−189493号公報
However, although the semiconductor light emitting device as described above has a distribution electrode that guides the current supplied from the pedestal electrode so as not to flow in the direct downward direction, it is a portion resulting from the formation of an electric circuit and is electrically connected to the distribution electrode. Since there is only one transparent conductive film, it has been extremely difficult to efficiently disperse the flow of current into the light emitting portion.
JP 2001-189493 A

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発光部へ流れ込む電流を分散させ、半導体発光素子の面内における発光強度の均一化が図れるとともに、発光効率も向上させることが可能な半導体発光素子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and a semiconductor that can disperse a current flowing into a light-emitting portion, can achieve uniform emission intensity in a plane of a semiconductor light-emitting element, and can improve luminous efficiency. An object is to provide a light-emitting element.

本発明の請求項1に係る発光素子は、発光部を介して第一導電型層及び第二導電型層を配してなる積層体と、該積層体をなす第二導電型層の外面に配された金属薄膜層と、該金属薄膜層の外面に配された透明導電体と、該透明導電体の外面の一部に配された第一電極と、前記発光部、前記第二導電型層、前記金属薄膜層、及び前記透明導電体とは重ならない位置に、前記第一導電型層に接して配された第二電極と、を少なくとも備える発光素子であって、前記透明導電体は、その内部に前記第一電極と前記第二電極との間を流れる電流の少なくとも一部を阻害する部位を、前記第二電極と離間するように配置していることを特徴とする。   A light-emitting device according to claim 1 of the present invention includes a laminated body in which a first conductive type layer and a second conductive type layer are arranged via a light emitting portion, and an outer surface of a second conductive type layer forming the laminated body. A disposed metal thin film layer, a transparent conductor disposed on an outer surface of the metal thin film layer, a first electrode disposed on a part of the outer surface of the transparent conductor, the light emitting unit, and the second conductivity type A light emitting device including at least a second electrode disposed in contact with the first conductivity type layer at a position not overlapping the layer, the metal thin film layer, and the transparent conductor, wherein the transparent conductor is Further, a portion that inhibits at least a part of the current flowing between the first electrode and the second electrode is disposed in the interior so as to be separated from the second electrode.

かかる構成において、発光部とは、第一導電型層と第二導電型層との間に位置する層、又は第一導電型層と第二導電型層の界面を意味する。   In such a configuration, the light emitting part means a layer located between the first conductivity type layer and the second conductivity type layer, or an interface between the first conductivity type layer and the second conductivity type layer.

本発明の請求項2に係る発光素子は、請求項1において、前記部位は、前記第二電極と略平行をなすように配置されていることを特徴とする。   The light emitting device according to claim 2 of the present invention is characterized in that, in claim 1, the portion is arranged so as to be substantially parallel to the second electrode.

本発明の請求項3に係る発光素子は、請求項1において、前記部位が独立していることを特徴とする。   The light emitting device according to claim 3 of the present invention is characterized in that, in claim 1, the portion is independent.

本発明の請求項4に係る発光素子は、請求項1において、前記部位が連続していることを特徴とする。   The light emitting device according to claim 4 of the present invention is characterized in that, in claim 1, the portion is continuous.

本発明の請求項5に係る発光素子は、請求項3又は4において、前記部位は、複数配されていることを特徴とする。   The light emitting device according to claim 5 of the present invention is characterized in that in claim 3 or 4, a plurality of the portions are arranged.

本発明の請求項6に係る発光素子は、請求項1において、前記部位は、その周囲より前記透明導電体の厚さが薄いことを特徴とする。   A light-emitting element according to a sixth aspect of the present invention is the light-emitting element according to the first aspect, wherein the transparent conductor is thinner than the periphery of the portion.

本発明は、透明導電体の内部に、第一電極と第二電極との間を流れる電流の少なくとも一部を阻害する部位を、第二電極と離間するように配置した構成を採ることにより、発光部へ流れ込む電流の拡散性を促進させると共に、pn接合部を通過する電流の増大をもたらす。
また、発光に寄与する素子を構成するpn接合部の発光効率が素子面内において偏ることなく向上するので、半導体発光素子の面内における発光強度の均一化が図れることから、発光輝度の向上した発光素子を本発明は提供できる。
The present invention adopts a configuration in which a portion that inhibits at least a part of the current flowing between the first electrode and the second electrode is disposed inside the transparent conductor so as to be separated from the second electrode. While promoting the diffusibility of the electric current which flows into a light emission part, the increase of the electric current which passes a pn junction part is brought about.
In addition, since the light emission efficiency of the pn junction that constitutes the element that contributes to light emission is improved without being biased in the element surface, the light emission intensity can be made uniform in the surface of the semiconductor light emitting element, thereby improving the light emission luminance. The present invention can provide a light emitting element.

以下、本発明の一実施形態について、図面に基づき詳細に説明する。
図1は、本発明に係る半導体発光素子の一例を示す断面図である。
この半導体発光素子1は、サファイア基板2の一方の面(図1の上面)にGaNバッファ層3を介してSiをドーパントとするn型GaN層4が配され、このn型GaN層4を介してSiをドーパントとするn型AlGaN層(主たる第一導電型層)5が配されている。そして、このn型AlGaN層5を介してInGaNとGaNの多重量子井戸(MQW)構造となる発光部6、発光部6を介してp型ドーパントであるMgを含むp型AlGaN層(主たる第二導電型層)7、p型AlGaN層7を介して、同じくMgをドーパントとするp型GaN層8、p型GaN層8を介してNiとAuからなる金属薄膜層9、金属薄膜層9を介してITOあるいはFTOとITOからなる透明導電体10が配されている。この透明導電体10は、その内部に前記第一電極としてのp側電極11と前記第二電極としてのn側電極12との間を流れる電流の少なくとも一部を阻害する部位(以下、阻害部位という)20を、前記第二電極12と離間するように配置している。また、この透明導電体10の外面の一部には前記p側電極11が配され、一方、前記発光部6、前記第二導電型層7、前記金属薄膜層9、及び前記透明導電体10とは重ならない位置に、n型AlGaN層5に接して前記n側電極12が配された構造をしている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor light emitting device according to the present invention.
In this semiconductor light emitting device 1, an n-type GaN layer 4 using Si as a dopant is disposed on one surface (upper surface in FIG. 1) of a sapphire substrate 2 via a GaN buffer layer 3. An n-type AlGaN layer (main first conductivity type layer) 5 using Si as a dopant is disposed. Then, a light emitting part 6 having an InGaN and GaN multiple quantum well (MQW) structure through the n-type AlGaN layer 5 and a p-type AlGaN layer containing Mg as a p-type dopant through the light emitting part 6 (main second Conductive layer 7, p-type AlGaN layer 7, p-type GaN layer 8 using Mg as a dopant, metal thin-film layer 9 made of Ni and Au, and metal thin-film layer 9 via p-type GaN layer 8. A transparent conductor 10 made of ITO or FTO and ITO is provided. The transparent conductor 10 has a portion that inhibits at least part of the current flowing between the p-side electrode 11 as the first electrode and the n-side electrode 12 as the second electrode (hereinafter referred to as an inhibition portion). 20) is arranged so as to be separated from the second electrode 12. The p-side electrode 11 is disposed on a part of the outer surface of the transparent conductor 10, while the light emitting unit 6, the second conductivity type layer 7, the metal thin film layer 9, and the transparent conductor 10. The n-side electrode 12 is disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 at a position that does not overlap with the n-type AlGaN layer 5.

発光素子は、有機金属気相成長法(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition:以下、「MOCVD法」という)、ハライド気相成長法(HDCVD)、有機金属気相成長法(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy :以下、MOVPE法という)等の気相成長法により各層を成長させることにより形成される。   The light-emitting elements include metal-organic chemical vapor deposition (hereinafter referred to as “MOCVD method”), halide vapor deposition (HDCVD), and metal organic vapor phase epitaxy (hereinafter referred to as “Metal Organic Vapor Phase Epitaxy”). The MOVPE method is used to grow each layer by a vapor phase growth method such as MOVPE method.

MOCVD法では、原料ガスに、たとえばガリウム源としてトリメチルガリウム(TMG)、窒素源としてアンモニア(NH)、ヒドラジン等の水素原子を含む化合物、Si源としてモノシラン(SiH)、Al源としてトリメチルアルミニウム(TMA)In源としてトリメチルインジウム(TMI)、Mg源としてビスシクロペンタジエニルマグネシウム(CpMg)を用い、キャリアガスとして水素ガス、窒素ガス等が用いられる。 In the MOCVD method, for example, trimethylgallium (TMG) as a gallium source, ammonia (NH 3 ) as a nitrogen source, a compound containing hydrogen atoms such as hydrazine, monosilane (SiH 4 ) as an Si source, and trimethylaluminum as an Al source. (TMA) Trimethylindium (TMI) is used as the In source, biscyclopentadienylmagnesium (Cp 2 Mg) is used as the Mg source, and hydrogen gas, nitrogen gas, or the like is used as the carrier gas.

発光素子の構造は、基板の一方の面に少なくとも第一導電型層、第二導電型層、金属薄膜層、電流拡散層としての透明導電体が順に積層された構造であればよく、ホモ、シングルヘテロ、ダブルヘテロ等の構造とすることができる。たとえば、サファイア基板の表面に、バッファ層を介してn型コンタクト層とn型クラッド層、発光部、p型クラッド層、p型コンタクト層、金属薄膜層、電流拡散層としての透明導電体が順に積層したダブルへテロ構造のものが高発光素子として知られている。   The structure of the light emitting element may be a structure in which at least a first conductive type layer, a second conductive type layer, a metal thin film layer, and a transparent conductor as a current diffusion layer are sequentially laminated on one surface of the substrate. A single hetero structure, a double hetero structure, or the like can be used. For example, an n-type contact layer and an n-type cladding layer, a light emitting portion, a p-type cladding layer, a p-type contact layer, a metal thin film layer, and a transparent conductor as a current diffusion layer are sequentially arranged on the surface of the sapphire substrate via a buffer layer. A stacked double hetero structure is known as a high light emitting element.

以下においては、発光部が層をなす場合について述べるが、界面発光の場合には、n型クラッド層とp型クラッド層の界面が発光部として機能する。   In the following, the case where the light emitting portion forms a layer will be described. In the case of interface light emission, the interface between the n-type cladding layer and the p-type cladding layer functions as the light emitting portion.

n型コンタクト層は、ノンドープまたはSi、Ge、S、Cなどのn型ドーパントをドープしたGaNで形成できる。n型クラッド層は、たとえばノンドープまたはn型ドーパントをドープしたAlGaN、InAlGaN等で形成することができる。   The n-type contact layer can be formed of GaN that is non-doped or doped with an n-type dopant such as Si, Ge, S, or C. The n-type cladding layer can be formed of, for example, AlGaN, InAlGaN or the like that is non-doped or doped with an n-type dopant.

発光部は、ノンドープ、またはn型ドーパント及び/又はZn、Mg、Cd、Ba等のp型ドーパントをドープしたInGaN、InAlGaN等で形成でき、インジウムを含む発光部を形成することにより紫外〜赤色まで発光波長を変化させることが可能である。発光部にn型ドーパントをドープすると、ピーク波長における発光強度がさらに大きくなり、p型ドーパントをドープすると、波長を約0.5eV長波長側に持って行くことができ、n型ドーパントとp型ドーパントをドープすると、発光強度を大きくしたままで、発光波長を長波長側に移動させることができる。   The light emitting part can be formed of non-doped or n-type dopant and / or InGaN, InAlGaN or the like doped with p-type dopant such as Zn, Mg, Cd, Ba, etc., and from ultraviolet to red by forming a light emitting part containing indium It is possible to change the emission wavelength. When the n-type dopant is doped in the light emitting portion, the emission intensity at the peak wavelength is further increased, and when the p-type dopant is doped, the wavelength can be brought to the long wavelength side by about 0.5 eV. When the dopant is doped, the emission wavelength can be moved to the longer wavelength side while the emission intensity is kept high.

p型クラッド層は、p型ドーパントをドープしたAlGaN、InAlGaN等で形成することができる。また、p型コンタクト層は、p型ドーパントをドープしたGaNで形成することができ、n型クラッド層と同じくGaNは電極と好ましいオーミックコンタクトを得ることができる。また、n型クラッド層及び/又はp型クラッド層は省略することもできる。省略した場合は、コンタクト層がクラッド層として作用する。   The p-type cladding layer can be formed of AlGaN doped with a p-type dopant, InAlGaN, or the like. In addition, the p-type contact layer can be formed of GaN doped with a p-type dopant, and GaN can obtain a preferable ohmic contact with the electrode as in the n-type cladding layer. Further, the n-type cladding layer and / or the p-type cladding layer can be omitted. If omitted, the contact layer acts as a cladding layer.

金属薄膜層は、p型コンタクト層またはp型クラッド層とのオーミックコンタクトを良くするために、p型層にドープされているドーパントと同じ金属原子、たとえばMg原子を含む合金または多層膜が好ましく、蒸着法やスパッタリング法等により形成され、所定温度でアニーリング処理されてオーミックコンタクトが達成される。もちろん、光透過率を低減させないためには、金属薄膜層の厚さには上限が設けられる。   In order to improve the ohmic contact with the p-type contact layer or the p-type cladding layer, the metal thin film layer is preferably an alloy or a multilayer film containing the same metal atoms as the dopant doped in the p-type layer, for example, Mg atoms, It is formed by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like, and is annealed at a predetermined temperature to achieve ohmic contact. Of course, in order not to reduce the light transmittance, there is an upper limit on the thickness of the metal thin film layer.

透明導電体は、高導電性と高透過性からスズ添加酸化インジウム膜(Indium-Tin-Oxide:以下、ITO膜という)、あるいはITO膜が主体をなし、その耐熱性保護膜としてフッ素添加酸化スズ膜(Fluorine-doped-Tin-Oxide:以下、FTO膜という)が積層されることで形成できる。   Transparent conductors are mainly tin-doped indium oxide films (hereinafter referred to as ITO films) or ITO films because of their high conductivity and high permeability, and fluorine-added tin oxide films as their heat-resistant protective films. It can be formed by laminating a film (Fluorine-doped-Tin-Oxide: hereinafter referred to as FTO film).

従来、ITO膜は減圧スパッタ法により成膜され、FTO膜は大気CVD法により成膜されることが多かったが、ITO膜とFTO膜の成膜で、それぞれ異なる製法を用いると工程数が多くなり、コストアップの要因となるので、ITO膜とFTO膜の両方の膜が成膜可能であって、しかも、大気中での成膜が可能なスプレー熱分解法(Spray Pyrolysis Deposition:以下、SPD法という)が好適に用いられる。   Conventionally, an ITO film is often formed by a low-pressure sputtering method, and an FTO film is often formed by an atmospheric CVD method. However, when using different manufacturing methods for forming an ITO film and an FTO film, the number of processes is large. Therefore, both the ITO film and the FTO film can be formed, and the film can be formed in the atmosphere (Spray Pyrolysis Deposition: hereinafter referred to as SPD). Method) is preferably used.

SPD法は、加熱した基板に原料液をスプレー塗布することで、基板表面上で熱分解及び化学反応を生じさせて成膜する方法であるが、大気中での成膜が可能であり、製造コスト低減の上で好適に用いられる成膜法である。   The SPD method is a method in which a raw material solution is spray-coated on a heated substrate to cause thermal decomposition and chemical reaction on the surface of the substrate to form a film, but it can be formed in the atmosphere and manufactured. This is a film forming method that is preferably used for cost reduction.

本発明におけるITO膜の成膜は、塩化インジウム(水和物)と塩化スズ(水和物)のエタノール液を350℃に加熱した基板に噴霧することにより行い、スズの添加量をインジウムに対して元素比で5at%となるように配合して行うのが好ましく、導電性、透過性に優れた厚さ100nmから1000nm程度の薄膜である。   In the present invention, the ITO film is formed by spraying an ethanol solution of indium chloride (hydrate) and tin chloride (hydrate) on a substrate heated to 350 ° C., and the amount of tin added to indium The element ratio is preferably 5 at%, and it is a thin film having a thickness of about 100 nm to 1000 nm that is excellent in conductivity and permeability.

FTO膜の成膜は、塩化スズ(水和物)のエタノール液とフッ化アンモニウムの飽和水溶液の混合液を、400℃以上700℃以下に加熱した基板上に噴霧して行うが、フッ素の添加量は、スズに対して数ppmから数千ppm程度ドープするのが好ましく、耐熱性、耐薬品性に優れた厚さ50nmから300nm程度の薄膜である。   The FTO film is formed by spraying a mixed solution of tin chloride (hydrate) ethanol solution and a saturated aqueous solution of ammonium fluoride onto a substrate heated to 400 ° C. or higher and 700 ° C. or lower. The amount is preferably about several ppm to several thousand ppm doped with respect to tin, and is a thin film having a thickness of about 50 nm to 300 nm and excellent in heat resistance and chemical resistance.

FTO膜の成膜は、400℃を越えた温度から成膜を開始する。オーミックコンタクトを得るための昇温は、FTO膜の成膜途中、あるいは成膜後に昇温させることにより行い、上限は700℃となる。FTO膜が10nm以上形成されれば、透明導電膜の耐熱性が向上するため、成膜途中に500℃を越える温度に保持されても、電気伝導性は劣化せず、初期状態が維持されるが、FTO膜の成膜温度が400℃を下回ると金属薄膜層の加熱が不十分になり、金属薄膜層のオーミックコンタクトが達成できないので400℃が下限である。   The FTO film is formed at a temperature exceeding 400 ° C. The temperature rise for obtaining the ohmic contact is performed during or after the FTO film is formed, and the upper limit is 700 ° C. If the FTO film is formed to have a thickness of 10 nm or more, the heat resistance of the transparent conductive film is improved. Even if the FTO film is maintained at a temperature exceeding 500 ° C. during the film formation, the electrical conductivity does not deteriorate and the initial state is maintained. However, if the film forming temperature of the FTO film is lower than 400 ° C., heating of the metal thin film layer becomes insufficient, and ohmic contact of the metal thin film layer cannot be achieved, so 400 ° C. is the lower limit.

ITO膜とFTO膜とも同じSPD法で成膜できるので、ITO膜とFTO膜からなる透明導電体とする場合、ITO膜を成膜後、引き続いて(SPD成膜装置から試料を取り出すことなく)連続して、基板の温度を昇温し、所定温度に加熱保持して、FTO膜を成膜する。   Since both the ITO film and the FTO film can be formed by the same SPD method, when the transparent conductor is made of the ITO film and the FTO film, the ITO film is formed and then continuously (without taking out the sample from the SPD film forming apparatus). Continuously, the temperature of the substrate is raised and heated to a predetermined temperature to form an FTO film.

このようにしてFTO膜を成膜するときの加熱により、ITO膜直下の金属薄膜層も加熱されてオーミックコンタクトが達成されるので、別工程でオーミックコンタクト達成のためのアニーリング処理を行う必要が無く、製造工程の削減、製造コストの低減が期待される。   Since the metal thin film layer directly under the ITO film is heated by the heating when forming the FTO film in this way, ohmic contact is achieved, so there is no need to perform an annealing process for achieving ohmic contact in a separate process. Reduction of manufacturing process and manufacturing cost are expected.

阻害部位は、透明導電体をパターニングすることによって形成した。この阻害部位は、その周囲より前記透明導電体の厚さが薄い、又は、透明導電体を有さないか、あるいは透明導電体の割合が隣接する区域よりも少ない箇所をいう。このパターニングは、透明導電体をエッチングすることにより行う。
また、阻害部位は、第二電極としてのn側電極と略平行をなすように配置されている。これにより、n側電極と略平行をなす阻害部位により形成された透明導電体に第一導電型層に連通する電路を形成する部位が備えられ、電路を形成する部位の縁部を発光させることができる。
また、阻害部位は独立している。これにより、電路を形成する部位をより多く形成し、発光高度をより向上させることができる。
また、阻害部位は連続していても良い。これにより、阻害部位を効率良く形成することができる。
そして、阻害部位は複数配されている。これにより、発光強度をより一層向上させることができる。
The inhibition site was formed by patterning the transparent conductor. This inhibition site refers to a location where the thickness of the transparent conductor is thinner than its surroundings, or does not have a transparent conductor, or the proportion of the transparent conductor is less than the adjacent area. This patterning is performed by etching the transparent conductor.
The inhibition site is arranged so as to be substantially parallel to the n-side electrode as the second electrode. As a result, the transparent conductor formed by the inhibition portion that is substantially parallel to the n-side electrode is provided with a portion that forms an electric circuit communicating with the first conductivity type layer, and emits light at the edge of the portion that forms the electric circuit. Can do.
Moreover, the inhibition site is independent. Thereby, more portions for forming the electric circuit can be formed, and the light emission height can be further improved.
Moreover, the inhibition site may be continuous. Thereby, an inhibition site can be formed efficiently.
A plurality of inhibition sites are arranged. Thereby, the light emission intensity can be further improved.

透明導電体に阻害部位を形成後、p側電極とn側電極を形成する。p側電極は透明導電体表面の所定の部位に形成されるが、n側電極は、基板にサファイア等の絶縁基板を用いた場合は、基板の他方の面に電極を設けることができないので、化合物層や金属薄膜層、透明導電体を積層した一方の面側にp側電極とn側電極の両電極を設けなければならない。このためには、透明導電体、金属薄膜層、p型コンタクト層、p型クラッド層、発光部、n型クラッド層をエッチングして、n型コンタクト層を露出させ、その露出部にn側電極を形成する。   After forming the inhibition site in the transparent conductor, the p-side electrode and the n-side electrode are formed. The p-side electrode is formed at a predetermined site on the surface of the transparent conductor, but the n-side electrode cannot be provided on the other surface of the substrate when an insulating substrate such as sapphire is used as the substrate. Both the p-side electrode and the n-side electrode must be provided on one side where the compound layer, the metal thin film layer, and the transparent conductor are laminated. For this purpose, the transparent conductor, the metal thin film layer, the p-type contact layer, the p-type cladding layer, the light emitting portion, and the n-type cladding layer are etched to expose the n-type contact layer, and the n-side electrode is exposed to the exposed portion. Form.

各層をエッチングするにはウェットエッチング、ドライエッチングいずれの方法を用いても良い。ウェットエッチングでは、たとえば、リン酸と硫酸との混酸を用いることができる。ドライエッチングでは、たとえば、反応性イオンエッチング、集束イオンビームエッチング、イオンミリング、ECR(Electron Cyclotron Resonance)エッチング等を用いることができ、エッチングガスとして、反応性イオンエッチング、ECRエッチングでは、CF、CCl、SiCl、CClF、CClF、SF、PCl等のガスを用いることができ、集束イオンビームエッチングでは、B、Al、Si、Ga、Ge、In等を金属イオン源として用いることができ、イオンミリングでは、Ar、Ne、N等の不活性ガスを用いることができる。 To etch each layer, either wet etching or dry etching may be used. In wet etching, for example, a mixed acid of phosphoric acid and sulfuric acid can be used. In dry etching, for example, reactive ion etching, focused ion beam etching, ion milling, ECR (Electron Cyclotron Resonance) etching, and the like can be used. As reactive gas etching and ECR etching, CF 4 , CCl are used. 4 , SiCl 4 , CClF 3 , CClF 2 , SF 6 , PCl 3, and other gases can be used. In focused ion beam etching, B, Al, Si, Ga, Ge, In, or the like is used as a metal ion source. In ion milling, an inert gas such as Ar, Ne, or N 2 can be used.

エッチングでは、各層毎に最適なエッチング法を選択して、各層毎にマスキングしてエッチングしても良いが、フォトリソグラフィーの回数増加に伴い、発光面積が減少するので、塩素ガスを含むガス、または臭素ガスを含むガスを用いて、透明導電体、金属薄膜層、p型コンタクト層、p型クラッド層、発光部、n型クラッド層を一度にエッチングして、n型コンタクト層を露出する方法が好ましい。   In etching, an optimal etching method may be selected for each layer, and etching may be performed by masking each layer. However, since the light emitting area decreases as the number of photolithography increases, a gas containing chlorine gas, or A method of exposing a n-type contact layer by etching a transparent conductor, a metal thin film layer, a p-type contact layer, a p-type clad layer, a light emitting part, and an n-type clad layer at once using a gas containing bromine gas. preferable.

以上のように構成した半導体発光素子1は、図2の矢印線に示すように、透明導電体にパターニングを施すことによって、発光部への電流の流れ込みを分散させ、均一に近くすることができる。図2は、発光部への電気の流れ込みを説明する概略断面図である。   The semiconductor light emitting element 1 configured as described above can be made nearly uniform by dispersing the flow of current to the light emitting portion by patterning the transparent conductor as shown by the arrow line in FIG. . FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the flow of electricity into the light emitting unit.

[実施例]
次に、本発明の実施形態に係る発光素子を以下のようにして形成した。
有機金属気相成長法(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy :以下、MOVPE法という)によりサファイア基板の一方の面に各GaN系化合物層を形成した。Ga、N、Si、Al、In、Mgの各成分源となる原料ガスは、Gaがトリメチルガリウム(TMG)ガスを、Nがアンモニア(NH)ガスを、Siがモノシラン(SiH)ガスを、Alがトリメチルアルミニウム(TMA)ガスを、Inがトリメチルインジウム(TMI)ガスを、Mgがビスシクロペンタジエニルマグネシウム(CpMg) ガスを用い、キャリアガスとして水素ガスを用いた。
[Example]
Next, a light emitting device according to an embodiment of the present invention was formed as follows.
Each GaN-based compound layer was formed on one surface of the sapphire substrate by metal organic vapor phase epitaxy (hereinafter referred to as MOVPE method). The source gas that is a component source of Ga, N, Si, Al, In, and Mg is that Ga is trimethylgallium (TMG) gas, N is ammonia (NH 3 ) gas, and Si is monosilane (SiH 4 ) gas. Al is trimethylaluminum (TMA) gas, In is trimethylindium (TMI) gas, Mg is biscyclopentadienylmagnesium (Cp 2 Mg) gas, and hydrogen gas is used as a carrier gas.

まず、常温横型MOVPE装置内に、一方の面を化合物堆積面とするサファイア基板2を設置し、水素を供給しながら加熱してサーマルクリーニングを施した。次に、サファイア基板2を所望の温度まで低下させてGaNバッファ層3を堆積させた。その後、GaNバッファ層3を設けたサファイア基板2を加熱して、NHガス、TMGガス、SiHガスを流してSiをドーパントとするn型GaN層4を成長させた後、NHガス、TMGガス、TMAガス、SiHガスを流してSiをドーパントとするn型AlGaN層5を成膜した。 First, a sapphire substrate 2 having one surface as a compound deposition surface was placed in a room temperature horizontal MOVPE apparatus, and heated while supplying hydrogen to perform thermal cleaning. Next, the sapphire substrate 2 was lowered to a desired temperature to deposit a GaN buffer layer 3. Thereafter, the sapphire substrate 2 provided with the GaN buffer layer 3 is heated, and an n-type GaN layer 4 having Si as a dopant is grown by flowing NH 3 gas, TMG gas, SiH 4 gas, and then NH 3 gas, An n-type AlGaN layer 5 using Si as a dopant was formed by flowing TMG gas, TMA gas, and SiH 4 gas.

次に、試料を加熱すると共に、TMAガスを断続的に流しつつ、GaNとAlGaNの多重量子井戸(MQW)構造とする発光部6をn型AlGaN層5の外面に成長させた。   Next, the sample was heated and the light emitting portion 6 having a multiple quantum well (MQW) structure of GaN and AlGaN was grown on the outer surface of the n-type AlGaN layer 5 while intermittently flowing TMA gas.

続いて、NHガス、TMGガス、TMAガス、CpMgガスを流して、発光部6の外面に、Mgをドーパントとするp型AlGaN層7を成膜し、その後、NHガス、TMGガス、CpMg ガスを流して、Mgをドーパントとするp型GaN層8を成膜した。このp型GaN層8を成膜した後、蒸着法によりNiとAuを各5nm蒸着させて、金属薄膜層9を設けた。 Subsequently, NH 3 gas, TMG gas, TMA gas, and Cp 2 Mg gas are flowed to form a p-type AlGaN layer 7 using Mg as a dopant on the outer surface of the light emitting portion 6, and then NH 3 gas, TMG A p-type GaN layer 8 using Mg as a dopant was formed by flowing a gas, Cp 2 Mg gas. After the p-type GaN layer 8 was formed, Ni and Au were deposited in a thickness of 5 nm by an evaporation method to provide the metal thin film layer 9.

次に、試料をSPD法成膜装置に移して、金属薄膜層9を350℃に加熱保持して、SPD法により、金属薄膜層9の外面にITO膜用原料化合物を噴霧して厚さ700nmのITO透明導電膜、及びITO成膜後、引き続いて400℃まで昇温を開始し、ITO膜の表面が380℃を越えたところから、FTO膜成膜用原料化合物溶液の噴霧を開始し、厚さ100nmのFTO膜を成膜して透明導電体10を形成した。
このSPD法による成膜は、発光素子のウエハ下部より薬液をスプレーする構成を取り、全て大気中で実施した。ITO膜の成膜は、塩化インジウム(水和物)と塩化スズ(水和物)のエタノール溶液を、350℃に加熱したウエハ上に噴霧することにより行い、Snの添加量をInに対して元素比で5at%となるように配合した。また、FTO膜の成膜は、塩化スズ(水和物)のエタノール溶液と、フッ化アンモニウムの飽和水溶液の混合溶液を、400℃に加熱したウエハ上に噴霧することにより行った。このとき、フッ化アンモニウムの添加量は、塩化スズ(水和物)に対してFとSnの元素比で1.7倍とした。
Next, the sample is transferred to the SPD method film forming apparatus, the metal thin film layer 9 is heated and held at 350 ° C., and the raw material compound for ITO film is sprayed on the outer surface of the metal thin film layer 9 by the SPD method to a thickness of 700 nm. After the ITO transparent conductive film and the ITO film were formed, the temperature was continuously raised to 400 ° C., and when the surface of the ITO film exceeded 380 ° C., the spraying of the raw material compound solution for forming the FTO film was started. A transparent conductor 10 was formed by forming an FTO film having a thickness of 100 nm.
The film formation by the SPD method was configured such that a chemical solution was sprayed from the lower part of the wafer of the light emitting element, and all was performed in the atmosphere. The ITO film is formed by spraying an ethanol solution of indium chloride (hydrate) and tin chloride (hydrate) onto a wafer heated to 350 ° C., and the amount of Sn added to In It mix | blended so that it might become 5at% by element ratio. The FTO film was formed by spraying a mixed solution of an ethanol solution of tin chloride (hydrate) and a saturated aqueous solution of ammonium fluoride onto a wafer heated to 400 ° C. At this time, the amount of ammonium fluoride added was 1.7 times the element ratio of F and Sn with respect to tin chloride (hydrate).

この後、透明導電体10表面をマスクし、亜鉛粉末と塩酸を用いてエッチングすることによりパターニングを行った。パターニングのパターンは、図3に示すAタイプと、図4に示すBタイプの2種類であり、ライン幅及びピッチ幅共に、0.3mmから2mmまで変化させた。
図3に示すAタイプの半導体発光素子1Aは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、平行をなすそれぞれ独立した阻害部位20Aを複数配置することにより、複数の透明導電体10A・・10Aを形成し、この透明導電体10Aにそれぞれp側電極11を取り付けた構成をしている。
また、図4にBタイプの半導体発光素子1Bは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、平行をなすそれぞれ独立した阻害部位20Bを複数配置することにより、連続した透明導電体10Bを形成し、この透明導電体10Bに1つだけp側電極11を取り付けた構成をしている。
そして、金属薄膜層9とp型GaN層8間のオーミック接続を実現するため、大気中で500℃、1hの熱処理を行った。
Thereafter, the surface of the transparent conductor 10 was masked, and patterning was performed by etching using zinc powder and hydrochloric acid. There are two types of patterning patterns, A type shown in FIG. 3 and B type shown in FIG. 4, and both the line width and pitch width were changed from 0.3 mm to 2 mm.
The A type semiconductor light emitting device 1A shown in FIG. 3 is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer in the transparent conductor 10 and is parallel to the n-type electrode 12. By arranging a plurality of independent inhibition sites 20A, a plurality of transparent conductors 10A,... 10A are formed, and a p-side electrode 11 is attached to each of the transparent conductors 10A.
In FIG. 4, the B type semiconductor light emitting device 1 </ b> B is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5, which is the main first conductivity type layer, inside the transparent conductor 10, and parallel to the n-type electrode 12. By arranging a plurality of independent inhibition sites 20B each forming a continuous transparent conductor 10B, only one p-side electrode 11 is attached to the transparent conductor 10B.
And in order to implement | achieve the ohmic connection between the metal thin film layer 9 and the p-type GaN layer 8, heat processing was performed at 500 degreeC and 1 h in air | atmosphere.

次に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5の一方の面の周縁部にn側電極12を形成するために、n側電極12形成部位上に積層されている発光部6、p型AlGaN層7、p型GaN層8、金属薄膜層9、透明導電体10を除去するために、透明導電体10上にマスクを形成した。マスク形成後、試料をエッチング装置に移し、エッチングガスを流して、n型AlGaN層5が露出するまでドライエッチングを行った。   Next, in order to form the n-side electrode 12 on the peripheral portion of one surface of the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer, the light-emitting portion 6 laminated on the n-side electrode 12 formation site, In order to remove the p-type AlGaN layer 7, the p-type GaN layer 8, the metal thin film layer 9, and the transparent conductor 10, a mask was formed on the transparent conductor 10. After forming the mask, the sample was transferred to an etching apparatus, and an etching gas was supplied to perform dry etching until the n-type AlGaN layer 5 was exposed.

ドライエッチングにより露出したn型AlGaN層5上に、蒸着法によってAlを厚さ約100nm蒸着してn側電極12を形成し、マスクを剥がした透明導電体10上の周縁の一部に、蒸着法によってAlを厚さ約100nm蒸着してp側電極11を形成した。   On the n-type AlGaN layer 5 exposed by dry etching, Al is deposited to a thickness of about 100 nm by a vapor deposition method to form an n-side electrode 12 and deposited on a part of the peripheral edge of the transparent conductor 10 from which the mask has been removed. Al was deposited to a thickness of about 100 nm by the method to form the p-side electrode 11.

このようにして積層したウエハを5mm×10mm角にダイシングしてベアチップとした。そして、このベアチップをステム上にダイボンディングにより実装し、ワイヤボンディングにより配線して発光素子1A,1Bをそれぞれ得た。   The wafers thus laminated were diced into 5 mm × 10 mm squares to form bare chips. Then, this bare chip was mounted on the stem by die bonding and wired by wire bonding to obtain the light emitting elements 1A and 1B, respectively.

その後、それぞれ得た2種類の発光素子1A,1B、及び比較例の発光素子について、発光試験を行い、発光強度を比較した。その測定結果を表1に示す。なお、発光強度は、透明導電体をパターニングしていないものを1とした。   Then, the light emission test was done about two types of light emitting elements 1A and 1B and the light emitting element of the comparative example which were obtained, respectively, and the light emission intensity was compared. The measurement results are shown in Table 1. The emission intensity was set to 1 when the transparent conductor was not patterned.

Figure 2007109782
Figure 2007109782

表1に示すように、透明導電体をパターニングすることにより、発光部へ流れ込む電流の拡散性を促進させると共に、pn接合部を通過する電流の増大をもたらすことができた。また、発光に寄与する素子を構成するpn接合部の発光効率が素子面内において偏ることなく向上するので、半導体発光素子の面内における発光強度の均一化が図れ、発光輝度を向上させることができた。しかも、ライン幅及びピッチ幅を狭くするにつれて発光強度が向上し、ライン幅及びピッチ幅を1mm以下にすることによって、透明導電体をパターニングしていないものに比して発光強度が2倍以上になった。   As shown in Table 1, by patterning the transparent conductor, it was possible to promote the diffusibility of the current flowing into the light emitting portion and increase the current passing through the pn junction. In addition, the luminous efficiency of the pn junction constituting the element that contributes to light emission is improved without being biased in the element plane, so that the emission intensity in the plane of the semiconductor light emitting element can be made uniform, and the emission luminance can be improved. did it. In addition, the emission intensity is improved as the line width and pitch width are reduced, and the emission intensity is more than doubled compared to the case where the transparent conductor is not patterned by making the line width and pitch width 1 mm or less. became.

また、ライン幅及びピッチ幅が、それぞれ2mm、1mm、0.3mmである場合の透明導電体の位置と発光強度の関係を図5及び図6にそれぞれ示す。
図5及び図6にそれぞれ示すように、実施例1(Aタイプ)の場合は、ライン幅及びピッチ幅に関係なく、透明導電体の位置による強度差は殆ど無かった。これに対して、実施例2(Bタイプ)の場合は、透明導電体の位置が電極から遠くなるほど暗くなった。
また、ライン幅及びピッチ幅が2mmの場合、いずれのタイプも線状発光部が何本か並んだような発光形態であった。また、ライン幅及びピッチ幅が1mmの場合、いずれのタイプも明るい部分と暗い部分が見られるが、ほぼ全面が光っているように見えた。さらに、ライン幅及びピッチ幅が0.3mmの場合、実施例1(Aタイプ)は、全面がより一層均一に光っているように見えるのに対し、実施例2(Bタイプ)は、対極から遠くなるにつれて徐々に暗くなるように見えた。
5 and 6 show the relationship between the position of the transparent conductor and the light emission intensity when the line width and the pitch width are 2 mm, 1 mm, and 0.3 mm, respectively.
As shown in FIGS. 5 and 6, in the case of Example 1 (A type), there was almost no difference in strength depending on the position of the transparent conductor regardless of the line width and the pitch width. On the other hand, in the case of Example 2 (B type), it became darker as the position of the transparent conductor became farther from the electrode.
Moreover, when the line width and the pitch width were 2 mm, each type had a light emission form in which several linear light emitting portions were arranged. In addition, when the line width and the pitch width were 1 mm, both types showed a bright part and a dark part, but it seemed that almost the entire surface was shining. Furthermore, when the line width and the pitch width are 0.3 mm, Example 1 (A type) appears to shine evenly over the entire surface, whereas Example 2 (B type) is from the counter electrode. It seemed to fade out gradually as the distance increased.

また、本発明における透明導電体10のパターニングは、上記AタイプやBタイプに限らず、たとえば、図7から図13にようにすることもできる。なお、以下の説明においては、上記実施形態と同様の構成部分には同じ符号を付してその説明は省略し、特に説明しない限り他の部分も同じであるものとする。   In addition, the patterning of the transparent conductor 10 in the present invention is not limited to the A type and the B type, but can be as shown in FIGS. In the following description, the same components as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Unless otherwise specified, the other portions are also the same.

図7に示すCタイプの半導体発光素子1Cは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、平行をなすそれぞれ独立した阻害部位20Cを複数配置することにより、連続した櫛歯状の透明導電体10Cを形成し、この透明導電体10Cに1つだけp側電極11を取り付けた構成をしている。   The C-type semiconductor light emitting device 1C shown in FIG. 7 is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer in the transparent conductor 10 and is parallel to the n-type electrode 12. By arranging a plurality of independent inhibition sites 20C, a continuous comb-like transparent conductor 10C is formed, and only one p-side electrode 11 is attached to the transparent conductor 10C.

図8に示すDタイプの半導体発光素子1Dは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、平行をなすそれぞれ独立した阻害部位20Dを複数配置することにより、連続した格子状の透明導電体10Dを形成し、この透明導電体10Dに1つだけp側電極11を取り付けた構成をしている。   The D-type semiconductor light emitting device 1D shown in FIG. 8 is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer in the transparent conductor 10, and is parallel to it. By arranging a plurality of independent inhibition sites 20D, a continuous lattice-shaped transparent conductor 10D is formed, and only one p-side electrode 11 is attached to the transparent conductor 10D.

図9に示すEタイプの半導体発光素子1Eは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、傾斜して平行をなすそれぞれ独立した阻害部位20Eを複数配置することにより、複数の透明導電体10E・・10Eを形成し、この透明導電体10Eにそれぞれp側電極11を取り付けた構成をしている。   The E-type semiconductor light emitting device 1E shown in FIG. 9 is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer in the transparent conductor 10, and is inclined. By arranging a plurality of independent inhibition sites 20E that are parallel to each other, a plurality of transparent conductors 10E... 10E are formed, and the p-side electrode 11 is attached to each of the transparent conductors 10E.

図10に示すFタイプの半導体発光素子1Fは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、傾斜して略平行をなすそれぞれ独立した阻害部位20Fを複数配置することにより、複数の透明導電体10F・・10Fを形成し、この透明導電体10Fにそれぞれp側電極11を取り付けた構成をしている。   The F-type semiconductor light emitting device 1F shown in FIG. 10 is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer inside the transparent conductor 10, and is inclined. The plurality of independent inhibition sites 20F that are substantially parallel to each other are arranged to form a plurality of transparent conductors 10F... 10F, and the p-side electrode 11 is attached to each of the transparent conductors 10F. .

図11に示すGタイプの半導体発光素子1Gは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、波状の平行をなすそれぞれ独立した阻害部位20Gを複数配置することにより、複数の透明導電体10G・・10Gを形成し、この透明導電体10Gにそれぞれp側電極11を取り付けた構成をしている。   A G-type semiconductor light emitting device 1G shown in FIG. 11 is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer inside the transparent conductor 10, and is wavy. By arranging a plurality of independent inhibition sites 20G in parallel, a plurality of transparent conductors 10G... 10G are formed, and a p-side electrode 11 is attached to each of the transparent conductors 10G.

図12に示すHタイプの半導体発光素子1Hは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、平行をなす連続した阻害部位20Hを配置することにより、複数の透明導電体10H・・10Hを形成し、この透明導電体10Hにそれぞれp側電極11を取り付けた構成をしている。   The H-type semiconductor light emitting device 1H shown in FIG. 12 is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer in the transparent conductor 10 and is parallel to the n-type electrode 12. A plurality of transparent conductors 10H... 10H are formed by arranging the continuous inhibition sites 20H formed, and the p-side electrode 11 is attached to each of the transparent conductors 10H.

図13に示すIタイプの半導体発光素子1Iは、透明導電体10の内部に、主たる第一導電型層であるn型AlGaN層5に接して配されたn側電極12と離間し、平行をなすと共に深さの異なるそれぞれ独立した阻害部位20Iを複数配置することにより、複数の透明導電体10I・・10Iを形成し、この透明導電体10Iにp側電極11を取り付けた構成をしている。   The I-type semiconductor light emitting device 1I shown in FIG. 13 is separated from the n-side electrode 12 disposed in contact with the n-type AlGaN layer 5 which is the main first conductivity type layer in the transparent conductor 10, and is parallel to the n-type electrode 12. In addition, by arranging a plurality of independent inhibition sites 20I having different depths, a plurality of transparent conductors 10I... 10I are formed, and the p-side electrode 11 is attached to the transparent conductor 10I. .

以上、本発明に係る半導体発光素子のパターニングについて幾つか例示して説明したが、本発明に係る半導体発光素子のパターニングは上記各例に限定されるものではなく、阻害部位が第二電極としてのn側電極と略平行をなすように配置され、独立もしくは連続しており、複数配されているのであれば、種々変更が可能である。   The patterning of the semiconductor light emitting device according to the present invention has been exemplified and described above. However, the patterning of the semiconductor light emitting device according to the present invention is not limited to the above examples, and the inhibition site is the second electrode. If it is arranged so as to be substantially parallel to the n-side electrode, is independent or continuous, and a plurality of electrodes are arranged, various modifications can be made.

本発明は、たとえば高輝度LED等の発光デバイスの発光素子として適用できる。   The present invention can be applied as a light emitting element of a light emitting device such as a high brightness LED.

本発明に係る半導体発光素子の実施形態の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of embodiment of the semiconductor light-emitting device based on this invention. 本発明に係る半導体発光素子を構成する発光部への電気の流れ込みを説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the inflow of the electricity to the light emission part which comprises the semiconductor light-emitting device based on this invention. 透明導電体の第一のパターニングを説明する平面図である。It is a top view explaining the 1st patterning of a transparent conductor. 透明導電体の第二のパターニングを説明する平面図である。It is a top view explaining the 2nd patterning of a transparent conductor. 図3の構成における透明導電体の位置と発光強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of the transparent conductor in the structure of FIG. 3, and emitted light intensity. 図4の構成における透明導電体の位置と発光強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of the transparent conductor in the structure of FIG. 4, and emitted light intensity. 透明導電体の第三のパターニングを説明する平面図である。It is a top view explaining the 3rd patterning of a transparent conductor. 透明導電体の第四のパターニングを説明する平面図である。It is a top view explaining the 4th patterning of a transparent conductor. 透明導電体の第五のパターニングを説明する平面図である。It is a top view explaining the 5th patterning of a transparent conductor. 透明導電体の第六のパターニングを説明する平面図である。It is a top view explaining the 6th patterning of a transparent conductor. 透明導電体の第七のパターニングを説明する平面図である。It is a top view explaining the 7th patterning of a transparent conductor. 透明導電体の第八のパターニングを説明する平面図である。It is a top view explaining the 8th patterning of a transparent conductor. 透明導電体の第九のパターニングを説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the 9th patterning of a transparent conductor. 従来の半導体発光素子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional semiconductor light-emitting device. 従来の半導体発光素子を構成する発光部への電気の流れ込みを説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the flow of electricity to the light emission part which comprises the conventional semiconductor light-emitting device. 従来の構成における透明導電体の位置と発光強度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the position of the transparent conductor in conventional structure, and emitted light intensity.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体発光素子、5 第一導電型層、6 発光部、7 第二導電型層、9 金属薄膜層、10 透明導電体、11 第一電極(p側電極)、12 第二電極(n側電極)、20 阻害する部位。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor light emitting element, 5 1st conductivity type layer, 6 Light emission part, 7 2nd conductivity type layer, 9 Metal thin film layer, 10 Transparent conductor, 11 1st electrode (p side electrode), 12 2nd electrode (n side) Electrode), 20 site to inhibit.

Claims (6)

発光部を介して第一導電型層及び第二導電型層を配してなる積層体と、
該積層体をなす第二導電型層の外面に配された金属薄膜層と、
該金属薄膜層の外面に配された透明導電体と、
該透明導電体の外面の一部に配された第一電極と、
前記発光部、前記第二導電型層、前記金属薄膜層、及び前記透明導電体とは重ならない位置に、前記第一導電型層に接して配された第二電極と、
を少なくとも備える発光素子であって、
前記透明導電体は、その内部に前記第一電極と前記第二電極との間を流れる電流の少なくとも一部を阻害する部位を、前記第二電極と離間するように配置していることを特徴とする半導体発光素子。
A laminate formed by arranging the first conductivity type layer and the second conductivity type layer via the light emitting part;
A metal thin film layer disposed on the outer surface of the second conductivity type layer forming the laminate;
A transparent conductor disposed on the outer surface of the metal thin film layer;
A first electrode disposed on a part of the outer surface of the transparent conductor;
A second electrode disposed in contact with the first conductivity type layer at a position not overlapping the light emitting portion, the second conductivity type layer, the metal thin film layer, and the transparent conductor;
A light emitting device comprising at least
The transparent conductor is arranged such that a portion that inhibits at least a part of the current flowing between the first electrode and the second electrode is spaced apart from the second electrode. A semiconductor light emitting device.
前記部位は、前記第二電極と略平行をなすように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。   The semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the portion is disposed so as to be substantially parallel to the second electrode. 前記部位が独立していることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。   The semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the portions are independent. 前記部位が連続していることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。   The semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the portions are continuous. 前記部位は、複数配されていることを特徴とする請求項3又は4に記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting element according to claim 3, wherein a plurality of the parts are arranged. 前記部位は、その周囲より前記透明導電体の厚さが薄いことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の半導体発光素子。
The semiconductor light-emitting element according to claim 1, wherein the transparent conductor is thinner than the periphery of the portion.
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